Что общего у роскошных алмазов, квантовой физики и QLED-телевизоров? Оказывается, их комбинация может привести к созданию крошечных сенсоров, способных обнаруживать такие заболевания, как диабет или рак, на самых ранних стадиях.
Это не фантастика, а реальное достижение учёных из Чикагского и Айовского университетов. Используя технологию, применяемую в QLED-экранах, они превратили алмазные наночастицы в высокочувствительные квантовые сенсоры, работающие внутри живых клеток.
Как это работает?
В основе технологии лежат дефекты в кристаллической решётке алмазов — так называемые азотные вакансии (NV-центры). Они крайне чувствительны к изменениям магнитных полей, температуры и электрических сигналов, что делает их идеальными датчиками для изучения клеток.
Однако при уменьшении алмазов до наноразмеров (менее 100 нм) их квантовые свойства ухудшались. Решение пришло из мира электроники: исследователи покрыли наноалмазы кремнезёмной оболочкой, аналогичной защитному слою квантовых точек в QLED-дисплеях. Это позволило стабилизировать NV-центры и сохранить их чувствительность даже внутри клеток.
Зачем это нужно?
Новая технология открывает двери для:
- Точной диагностики — выявления болезней на клеточном уровне до появления симптомов.
- Клеточной визуализации — мониторинга процессов в реальном времени.
- Биоинженерии — создания новых методов лечения и исследований.
Как отметили авторы исследования, опубликованного в PNAS, этот прорыв не только улучшает существующие сенсоры, но и задаёт новый стандарт в разработке квантовых материалов.
